Aluminium bearbeiten: Alles Wissenswerte zum Bohren, Schneiden und Fräsen von Alu

Das Leichtmetall Aluminium ist nicht unbedingt „leicht“ in der Bearbeitung – man braucht zwar oft nur halb so viel Energie wie beim Bearbeiten von Stahl oder Kupfer, benötigt aber oftmals spezielle Werkzeuge. Im Prinzip kann man zum Bearbeiten von Metall die Werkzeuge verwenden, die auch für Holz geeignet sind, allerdings muss zum Beispiel ein Sägeblatt oder Bohrer für Metall verwendet werden.

Am einfachsten gelingt die Bearbeitung von Alu, wenn man Geräte benutzt, die eigens für das Material Aluminium geschaffen worden sind, da diese den spezifischen Eigenschaften des Metalls am besten angepasst sind.

Bei Metallverarbeitung spricht man oft von „spanenden Verfahren“, als solche gelten alle Prozesse, mittels derer Werkstücke aus Metall in Form gebracht werden wie Schneiden, Sägen, Schleifen, Bohren und Fräsen. Grundsätzlich ist es wichtig, bei der Verspanung auf die passenden Werkzeuge zu achten, deren Spanwinkel, Vorschub und Schneidewinkel angemessen ist.

Dies lässt sich leicht anhand von vorgegebenen Tabellen für Maschinen bestimmen, bei denen der Durchmesser des Werkstücks angegeben ist. Auch eine weitere Eigenschaft ist zu beachten: da Alu beim Bearbeiten oftmals heiß wird und Späne des Leichtmetalls mit dem Werkzeug verkleben könnten, kommen zudem Schmiermittel und Kühlmittel zu den Kosten des Bearbeitungsprozesses hinzu. Aluprofile werden oft in der Industrie, in Werkstätten oder vom Heimwerker mit CNC-Geräten bearbeitet.

Der Begriff CNC bedeutet „computerized numerical control“ und weist darauf hin, dass durch solche Maschinen große Stückzahlen von Werkstücken in gleichbleibender Qualität und passgenau verarbeitet werden können. Dies ist möglich durch ein speziell für CNC-Geräte konzipiertes Softwareprogramm (CAM Software), das die Fertigung steuert, indem Parameter der Maschinen und Werkstücke eingegeben werden.

Die Verspanbarkeit von Aluminium hat Vor- und Nachteile, welche die Eigenschaften des Metalls widerspiegeln: ein Vorteil ist, dass man mit halb so wenig Energie oder gar einem Drittel der Energie vorgehen kann, wie beim Bearbeiten von Stahl. Ein Nachteil der Verspanung ist, dass Alu-Späne das Schneidwerkzeug verkleben können.

Aluminium schneiden oder sägen: Zwei Methoden zur Wahl

Es gibt zwei Methoden zum Schneiden von Alu: das Scherschneiden und das Sägen. Beim Scherschneiden muss darauf geachtet werden, dass die Schneidkante scharf ist, damit es keinen Aluminiumabrieb an der Oberfläche und der Schnittkante gibt. Beim Sägen kommt es darauf an, dass das Sägeblatt feingezahnt ist. Meist bedient man sich hier einer Kreissäge oder Bandsäge, wobei bei der gebräuchlicheren Kreissäge darauf zu achten ist, dass die Verzahnung des Sägeblatts fein ist und das Blatt als solches aus Stahl.

Ob man Bandsäge oder Kreissäge auswählt, hängt vom Werkstück ab: Kreissägen verwendet man meist zum Schneiden und Trennen von Alu-Stangen, Alu-Rohren, Alu-Barren oder den üblichen Aluminium-Profilen. Kleinere Querschnitte im Metall oder Ausschnitte aus der Oberfläche des Werkstücks können mit einer Bandsäge gesägt werden. Bei diesem Werkzeug bestehen die Sägebänder aus Federbandstahl, der speziell gehärtet und feinverzahnt ist und eine starke Griffigkeit im Leichtmetall ermöglicht.

Die Bearbeitung von Stahl oder Aluminium oder von Metall allgemein ist zwar energieärmer, aber auch viel geräuschvoller als die von Holz. Heimwerker sollten deshalb vor dem Bearbeiten auf guten Hörschutz achten – und auf eine Schutzbrille für die Augen, um Alu-Späne im Gesicht zu vermeiden.

Bohren von Aluprofilen: Weniger ist mehr

Das Bohren von Aluminium gehört zu den häufigsten Prozessen beim Bearbeiten dieses Materials. Auch hier gilt, dass die Auswahl des Werkzeugs dem Leichtmetall angemessen sein muss, dass man also bei der Suche nach dem geeigneten Bohrer für die Bearbeitung die spezifischen Eigenschaften des Alus beachtet. Meist benutzt man zum Bohren von Aluminium einen handelsüblichen Spiralbohrer, ähnlich dem, den man auch zur professionellen Bearbeitung von Stahl oder Kupfer verwendet (manchmal mit Titan-Überzug), einen Automaten-Spiralbohrer mit einfacher Handhabung, einen Tieflochbohrer, eine Bohrstange oder auch einen Kreisschneider.

Das Bohren von Aluminium ist auch dann etwas schwierig, wenn man das passende Bohrwerkzeug zur Hand hat. Dabei gilt es zu beachten, dass das Werkstück sicher fixiert wird und dass der Druck, der auf das Metall ausgeübt wird, immer möglichst gering sein sollte. Zudem sollte die Drehzahl niedrig sein, da bei zu hohem Druck sehr schnell ein Problem auftritt, das erfahrene Handwerker kennen: es kommt zu Weißbruch beim Metall Aluminium. Also stets langsam und mit wenig Druck vorgehen!

Größere Löcher in Alu sollte man zuerst mit einem kleinen Bohrer vorbohren und dann vorsichtig nachbohren, um Bruch oder Verbiegen der Oberfläche zu vermeiden. Um die Standzeit der Geräte zu verlängern und eine reibungslose Bearbeitung zu ermöglichen, empfiehlt es sich auch, wiederholt ein Bohr-Öl oder Schneid-Öl auf das Gerät oder Werkstück aufzutragen.

Wenn Sie ein Kühlschmiermittel verwenden, sollten Sie auf Qualität achten. Es gibt im Baustoffhandel oder Baumarkt sowohl Öl-Wasser-Emulsionen als auch wasserlösliche synthetische Schmiermittel und Kühlmittel, die ihren Zweck erfüllen.

Aluminium fräsen: Eine Übersicht über das Werkzeug, welches Sie benötigen

Beim Fräsen von Aluminium benötigen Sie Werkzeuge ähnlich wie beim Fräsen von Stahl, doch mit einem entscheidenden Unterschied: Fräswerkzeug für Alu hat generell einen höheren Spanraum und eine größere Zahnteilung, damit die Fräsergebnisse im Leichtmetall exakt ausfallen können. Beim Fräsen kommt es auf drei Faktoren an: Drehzahl, Schnittgeschwindigkeit und Vorschubgeschwindigkeit.

Grundsätzlich wird die Oberfläche des Metalls umso glatter, je höher die Schnittgeschwindigkeit ist, allerdings wird dadurch das Gerät zum Fräsen sehr beansprucht und nutzt sich ab. Bei der Justierung der Drehzahl ist darauf zu achten, ob es sich um weiches Aluminium oder um eine Legierung handelt: weiches Alu benötigt eine Drehzahl zwischen 100-500 m/min, härtere Aluminium-Legierungen benötigen Drehzahlen zwischen 100-200 m/min.

Merken Sie sich den Begriff „HSC“ – der bedeutet „high speed cutter“ und gilt für einen Fräser mit besonders hoher Schnittgeschwindigkeit, dessen Drehzahl herkömmliche Maschinen abhängt.

Aufgrund der Materialhärte ist eine Alu-Legierung leichter zu zerspanen und insbesondere zu schleifen oder zu fräsen als reines Aluminium. Eine Legierung ist härter in der Materialdichte und deshalb an ihrer Oberfläche griffiger in der Bearbeitung sowie zugänglicher für Methoden der Zerspanung. Meist handelt es sich bei den marktgängigen Alu-Blechen oder Alu-Profilen um solche Legierungen, die bei der sachgerechten Bearbeitung durch passende Fräsprofile saubere Schnittkanten aufweisen werden, wobei es unterschiedliche Legierungs-Typen gibt wie etwa Hartaluminium und Automatenaluminium, die vergleichbar gut für das Fräsen geeignet sind.

Bei allen Bearbeitungsmethoden von Aluminium, ob Fräsen, Bohren, Schneiden oder Sägen gilt die Regel, dass Material und Werkzeug optimal aneinander angepasst sein müssen, damit Schäden an beidem durch Verbiegung oder Abnutzung vermieden werden.

Zusammenfassung

Aluminium zu bearbeiten kann mehrere Methoden umfassen: die bekanntesten sind Bohren, Schneiden und Fräsen, zusätzlich kann Aluminium durch Drehen, Schleifen und Schweißen in Form gebracht werden. Für jede Methode gibt es bestimmte Maschinen oder Schneidwerkzeuge mit Spanwinkeln und Sägeblättern, die den Eigenschaften des Leichtmetalls Alu angepasst sind. Legierungen sind grundsätzlich anders in der Materialdichte, wie man es bereits bei Messing sieht, und bei Alu-Legierungen gilt eine höhere Härte, welche die Zerspanung vereinfacht.

Für große Stückzahlen von Alu-Werkstücken empfehlen sich CNC-Geräte, welche computergesteuert passperfekte Bearbeitungen in gleichbleibender Qualität bieten. Der Begriff „CNC“ steht hierbei für computergesteuerte passgenaue Bearbeitung von Metall durch Maschinen, die in der Industrie üblich ist, jedoch gibt es CNC-Geräte auch für den Bedarf des Heimwerkers.

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